Материаловедение поверхности и тонких пленок. Пичугин В.Ф. - 79 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

79
5. Поверхностные явления
5.1 Поверхностная энергия
Поверхностное натяжение. Вещество может существовать в
различных агрегатных состояниях только при наличии
поверхностного натяжения на границе между частями вещества,
находящегося в этих различных состояниях. При поверхностном
натяжении, равном нулю, свойства фаз становятся тождественными, и
вещество переходит в критическое состояние; данная фаза может
существовать как таковая только до тех пор, пока поверхностное
натяжение на ее границе с любой другой фазой не равно нулю.
Условия равновесия фаз и процессы фазовых переходов в
сильной мере зависят от величины поверхностного натяжения.
Всякая поверхность раздела является физической границей, и ее
образование требует затраты определенной работы. Эту работу,
отнесенную к единице поверхности, называют поверхностным
натяжением.
Если некоторое количество жидкости А поместить в другую
жидкость В, одинаковую с ней по плотности и не смешивающуюся с
ней, т. е. устранить действие силы тяжести для жидкости А, то она под
действием сил поверхностного натяжения примет форму,
соответствующую минимуму поверхностной энергии − форму шара.
Точно так же кристалл, находящийся в равновесии со своим
расплавом или раствором, принимает такую форму многогранника,
при которой его поверхностная энергия имеет наименьшее значение
при данном объеме.
Кристалл принимает форму многогранника, а не шара потому,
что поверхностная энергия его различных граней неодинакова. Если
при изменении условий кристаллизации значения поверхностной
энергии разных граней кристалла изменяются не в одинаковое число
раз, то форма кристалла тоже меняется. Это может произойти при
изменении температуры, при адсорбции на гранях различных
примесей и т. д.
Поверхностное натяжение возникает вследствие того, что силы
сцепления, действующие на атомы или молекулы поверхностного
слоя со сторон частиц, находящихся внутри тела, не
уравновешиваются: вне тела нет сцепленных с ним частиц (если же
данное тело соприкасается с другими, то силы, действующие извне,
отличаются по величине от сил, направленных внутрь). Очевидно,
равнодействующая сил, стремящихся втянуть частицу внутрь тела,
при прочих равных условиях тем больше, чем больше силы
сцепления. Следовательно, чем больше силы сцепления и больше

Страницы